CN115866090A - 基于多设备接入的多模协议适配及转换方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了基于多设备接入的多模协议适配及转换方法和系统，以不同网络协议特有的固定字段作为其对应的特征信息，建立网络协议特征信息库；通过网络协议特征信息库构建不同网络协议特征信息对应的网络协议特征模型树；基于网络协议特征模型树，建立不同网络协议之间的协议映射函数；将网络数据流与网络协议特征信息库进行匹配识别，确定网络数据流所对应的网络协议；根据所述网络协议特征模型树确定协议映射函数，将网络数据流进行转换，并将协议映射关系进行存储。本发明建立网络协议特征信息库、并根据协议特征建立协议特征模型树和协议映射函数，实现了网络协议特征、映射关系的统一管理，提升了多模协议适配及转换的准确性和高效性。
Description
技术领域
本发明涉及多设备接入的动态信息处理技术领域，具体地，涉及一种基于多设备接入的多模协议适配及转换方法和系统。
背景技术
随着云计算、大数据、人工智能为代表的算力技术演进，以及全光网、5G等为代表的联接力技术飞跃，数字孪生、物联网等技术成为解决现实问题的关键，这些技术的实现需要接入多类型、多型号、多协议的感知设备，因此，需要通信双方进行数据格式的转换。
现有技术中已有一些多模协议适配的方法，如专利文献CN202011000565.1公开一种配电物联网多模协议适配方法，该方法采用神经网络实现通信协议识别，建立输入树和输出树的协议适配模型，并提出多模协议适配的方法，但是该发明没有提出建立多模协议适配及转换的相关数据库用以提高转换效率与质量，同时特征信息识别方法、数据转换方法较为特定，仅是实现了协议的适配与统一格式的数据转换，未考虑多种不同协议之间的转换方法。
随着大量感知设备的接入，对数据接入的时效性、准确性提出了更高的要求，为保证多类型、多型号、多协议的设备接入与数据转换的时效性与准确性，亟需构建多模协议适配及转换算法，以此提高整体通信过程中协议识别及数据转换的准确性和时效性。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种基于多设备接入的多模协议适配及转换方法。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于多设备接入的多模协议适配及转换方法，包括：
以不同网络协议特有的固定字段作为其对应的特征信息，建立网络协议特征信息库；
通过网络协议特征信息库，以网络协议名称为根节点，以网络协议特征信息为子节点或叶子节点，构建不同网络协议特征信息对应的网络协议特征模型树；
基于网络协议特征模型树，建立不同网络协议之间的协议映射函数；
将网络数据流与网络协议特征信息库进行匹配识别，确定网络数据流所对应的网络协议；
根据所述网络协议特征模型树确定协议映射函数，将网络数据流进行转换，并将协议映射关系进行存储。
作为一种优选的实施方式，通过特征分析、查阅协议公开文档或深度学习获取所述特征信息。
作为一种优选的实施方式，所述协议特征模型树按照数据的流向分为输入协议模型树和输出协议模型树。
作为一种优选的实施方式，将不同协议特征模型树包含特征信息的子节点和叶子节点之间建立数据元素转换关系函数。
作为一种优选的实施方式，不同协议之间的协议映射函数为
，
为输入协议模型树中包含特征信息的子节点和叶子节点，/>
为输出协议模型树中包含特征信息的子节点和叶子节点。
作为一种优选的实施方式，采用KMP算法将网络数据流与协议特征信息库进行匹配识别。
作为一种优选的实施方式，网络数据流匹配的协议模型树为所述输入协议模型树，转换后的协议模型树为所述输出协议模型树。
本发明的另一目的在于提供一种基于多设备接入的多模协议适配及转换系统，包括：
网络协议特征信息库，存储网络协议的特征信息，所述特征信息为不同网络协议特有的固定字段；
网络协议特征模型树构建模块，通过网络协议特征信息库，以网络协议名称为根节点，以网络协议特征信息为子节点或叶子节点，构建不同网络协议特征信息对应的网络协议特征模型树；
协议映射函数创建模块，基于网络协议特征模型树，建立不同网络协议之间的协议映射函数；
匹配识别模块，将网络数据流与网络协议特征信息库进行匹配识别，确定网络数据流所对应的网络协议；
数据转换模块，根据所述网络协议特征模型树确定协议映射函数，将网络数据流进行转换，并将协议映射关系进行存储。
作为一种优选的实施方式，所述协议特征模型树按照数据的流向分为输入协议模型树和输出协议模型树。
作为一种优选的实施方式，将不同协议特征模型树包含特征信息的子节点和叶子节点之间建立数据元素转换关系函数。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、通过特征分析、协议公开文档及深度学习的方法建立网络协议特征信息库，实现了网络协议特征统一管理，提升了网络协议适配的灵活性与扩展性；
2、通过网络协议的特征模型树和协议映射函数的建立，提供精准的网络数据流拆解及转换模型，提高多模协议转换的精准性及时效性；
3、采用KMP算法，进行多模协议识别，并将识别的协议映射关系进行存储，在网络数据流不变的情况下，直接通过存储的映射函数进行实时数据转换，提高多模协议识别及转换的精准性与时效性。
附图说明
图1为本发明的流程图。
图2为本发明的多模协议转换示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提供了如图1中所示的一种基于多设备接入的多模协议适配及转换方法，包括以下步骤：
S1：建立网络协议特征信息库；
通过对常见网络协议的特征分析、查阅协议公开文档以及深度学习的方法对网络协议进行特征识别，提取协议的全面特征信息，建立网络协议特征信息库，作为鉴别协议网络数据流的标识。
本实施例中，特征信息一般包括几个字节长的固定字段，如：SMTP协议包括RCPT、TO、MAIL等特征信息。
S2：根据不同网络协议特征信息，建立对应的协议特征模型树；
协议特征模型树以协议名称为根节点，以协议特征为子节点和叶子节点，最终建立网络数据流快速分解的协议特征模型树，提高不同网络协议数据流转换的时效性。
本实施例中，协议特征模型树按照数据的流向分为输入协议模型树和输出协议模型树。当协议模型树描述输入端的协议时，为输入协议模型树，当协议模型树描述输出端的协议时，为输出协议模型树。
S3：基于协议特征模型树，建立不同协议之间的协议映射函数；
具体的，根据建立的网络协议的特征模型树，建立不同协议之间的协议映射函数。将不同协议特征模型树中包含特征信息的子节点和叶子节点之间建立数据元素转换关系函数。
例如，假设输入协议模型树包含特征信息的子节点和叶子节点为
，输出协议模型树包含特征信息的子节点和叶子节点为/>
，则不同协议之间的协议映射函数为
S4：将网络数据流与协议特征信息库进行匹配识别，确定网络数据流所对应的网络协议；
具体的，将网络数据流与协议特征信息库进行匹配识别的方法为KMP算法，进行多模协议的高效精准识别。在建立协议特征信息库、协议特征模型树以及协议映射函数后，将网络数据流通过KMP算法与协议特征信息库进行高效精准识别，最终确定网络数据流所对应的网络协议。
KMP算法是一种改进的字符串匹配算法，KMP算法的核心是利用匹配失败后的信息，尽量减少模式串与主串的匹配次数以达到快速匹配的目的。具体就是通过一个next()函数实现，函数本身包含了模式串的局部匹配信息。KMP算法的时间复杂度O(m+n)，进行多模协议的高效精准识别。在建立协议特征信息库、协议特征模型树以及协议映射函数后，将网络数据流通过KMP算法与协议特征信息库进行高效精准识别，最终确定网络数据流所对应的网络协议。
S5：根据所述协议特征模型树确定协议映射函数，将网络数据流进行转换，并将协议映射关系进行存储；
具体的，在高效精准识别出网络数据流对应的协议及确定转换的协议后，确定输入协议模型树和输出协议模型树，以此确定协议映射函数，并将协议映射关系进行存储。
本实施例中，在网络数据流不变的情况下，直接通过确定的映射函数进行实时数据转换，无须再次进行协议识别，保障数据转换的高效性。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种基于多设备接入的多模协议适配及转换方法，其特征在于，包括：
以不同网络协议特有的固定字段作为其对应的特征信息，建立网络协议特征信息库；
通过网络协议特征信息库，以网络协议名称为根节点，以网络协议特征信息为子节点或叶子节点，构建不同网络协议特征信息对应的网络协议特征模型树；
基于网络协议特征模型树，建立不同网络协议之间的协议映射函数；
将网络数据流与网络协议特征信息库进行匹配识别，确定网络数据流所对应的网络协议；
根据所述网络协议特征模型树确定协议映射函数，将网络数据流进行转换，并将协议映射关系进行存储。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过特征分析、查阅协议公开文档或深度学习获取所述特征信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述协议特征模型树按照数据的流向分为输入协议模型树和输出协议模型树。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将不同协议特征模型树包含特征信息的子节点和叶子节点之间建立数据元素转换关系函数。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，不同协议之间的协议映射函数为
，/>
为输入协议模型树中包含特征信息的子节点和叶子节点，/>
为输出协议模型树中包含特征信息的子节点和叶子节点。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用KMP算法将网络数据流与协议特征信息库进行匹配识别。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，网络数据流匹配的协议模型树为所述输入协议模型树，转换后的协议模型树为所述输出协议模型树。
8.一种基于多设备接入的多模协议适配及转换系统，其特征在于，包括：
网络协议特征信息库，存储网络协议的特征信息，所述特征信息为不同网络协议特有的固定字段；
网络协议特征模型树构建模块，通过网络协议特征信息库，以网络协议名称为根节点，以网络协议特征信息为子节点或叶子节点，构建不同网络协议特征信息对应的网络协议特征模型树；
协议映射函数创建模块，基于网络协议特征模型树，建立不同网络协议之间的协议映射函数；
匹配识别模块，将网络数据流与网络协议特征信息库进行匹配识别，确定网络数据流所对应的网络协议；
数据转换模块，根据所述网络协议特征模型树确定协议映射函数，将网络数据流进行转换，并将协议映射关系进行存储。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述协议特征模型树按照数据的流向分为输入协议模型树和输出协议模型树。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，将不同协议特征模型树包含特征信息的子节点和叶子节点之间建立数据元素转换关系函数。
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